JP2002211255A

JP2002211255A - 自動車用燃料タンク

Info

Publication number: JP2002211255A
Application number: JP2001006075A
Authority: JP
Inventors: Masatsune Kondo; 正恒近藤; Satoru Shionoya; 哲塩野谷
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-01-15
Filing date: 2001-01-15
Publication date: 2002-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】ステンレス鋼製の容器本体と、その容器本体
に接合された付属部材との間に生ずる隙間腐食を防止す
ることで、腐食に強い自動車用燃料タンクを提供する。【解決手段】ステンレス鋼製の容器本体１０と、その
容器本体１０に接合された付属部材２０とを備えてなる
自動車用燃料タンク１であって、付属部材２０の容器本
体１０との接合面に鉄より卑な金属を含む金属めっきを
施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用燃料タン
クに関し、詳しくは、耐食性に優れた自動車用燃料タン
クに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、自動車に用いられる燃料タン
クの容器本体は、軟鋼板で形成されている。燃料タンク
には、可燃性の液体燃料が入ることから、中に入ってい
る液体燃料が外に漏れることのないように高い密閉性が
要求されるとともに、タンクを構成する材料には高い耐
食性が要求される。

【０００３】近年、自動車用燃料タンクに対する密閉
性、およびタンクの構成材料に対する耐食性の要求がよ
り高いものとなり、従来の軟鋼板に代わる新たな材料が
検討されている。なかでも耐食性の高い材料としてステ
ンレス鋼が注目されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】自動車用燃料タンクに
は、例えば、容器本体に液体燃料を供給するためのイン
レットパイプや、液体燃料の波音を消すためのセパレー
タ等、種々の付属部材が取り付けられている。これらの
付属部材を容器本体に取り付ける際に、例えば、抵抗溶
接を用いて行う場合には、付属部材の接合面と容器本体
の接合面とが一部だけで溶着し、両接合面のうち他の部
分は溶着されずに残ることになる。この場合、溶着され
ずに残った両接合面の間には若干の隙間が生じることと
なる。

【０００５】ステンレス鋼で容器本体を形成した場合に
は、付属部材の接合面と容器本体の接合面との間に生じ
た隙間に、ステンレス特有の隙間腐食が発生するおそれ
がある。つまり、水分の存在下では、ステンレス鋼に含
まれるＣｒがイオン化して溶出し、そのＣｒ³⁺イオンの
加水分解反応により隙間のｐＨ値が低下する。その結
果、隙間でステンレス鋼の主構成金属であるＦｅのイオ
ン化が促進され、ステンレス鋼の腐食に至るのである。

【０００６】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、ステンレス鋼製の容器本体と、その容
器本体に接合された付属部材との間に生ずる隙間腐食を
防止することで、腐食に強い自動車用燃料タンクを提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】（１）本発明の自動車用
燃料タンクは、ステンレス鋼製の容器本体と、その容器
本体に接合された付属部材とを備えてなる自動車用燃料
タンクであって、前記付属部材は前記容器本体との接合
面に鉄より卑な金属を含む金属めっきが施されているこ
とを特徴とする（請求項１に対応）。

【０００８】まず、隙間腐食の発生メカニズムについて
説明する。通常、ステンレス鋼表面では、不動態被膜を
通して極微量ではあるが金属（ステンレス鋼を構成する
主合金であるＣｒ）の溶出が生じている（アノード反
応）。Ｃｒの溶出は電気化学反応であるので、これに見
合うカソード反応が必要であり、中性の水溶液中では溶
存酸素の還元反応が生じる。溶存酸素の還元反応は、最
初は隙間内外で同じように進行するが、狭い入口を通し
ての物質移動が制限される隙間内部では溶存酸素の補給
が制限され、隙間内部の酸素は直ちに消耗する。したが
って、隙間内部ではもっぱらステンレス鋼からＣｒが溶
出することになる。

【０００９】一方、隙間内部でのアノード反応によって
溶出するＣｒ³⁺イオンに対して、隙間内部の液性の電気
的中性条件を満たすため、環境中に存在するＣｌ^-イオ
ンが流入（泳動）して隙間内部のＣｌ^-イオン濃度が上
昇する。さらに、隙間の入口を通しての物質移動が制限
されるため、溶出したＣｒ³⁺イオンは隙間内部に蓄積
し、加水分解反応を起こしてＨ⁺イオンを放出し、隙間
内部の液性のｐＨ値を低下させる。このように、高Ｃｌ
^-イオン濃度かつ低ｐＨ値という液性条件が達成される
と、ステンレス鋼の主構成金属であるＦｅのイオン化が
促進され、Ｆｅが溶出することによりステンレス鋼の腐
食が進行する。

【００１０】上述のように、本発明の自動車用燃料タン
クは、付属部材の容器本体との接合面に鉄より卑な金属
を含む金属めっきが施されているものである。鉄より卑
な金属とは、鉄よりイオン化傾向が大きい金属、すなわ
ち、鉄よりイオン化し易い金属である。付属部材の容器
本体との接合面に施されためっき層に鉄より卑な金属が
含まれていることにより、隙間の液性が高Ｃｌ^-イオン
濃度かつ低ｐＨ値という腐食が進む条件になっても、鉄
がイオン化するよりもそれら卑な金属が優先的にイオン
化するため、いわゆる自己犠牲作用により鉄の溶出は抑
制されることになる。つまり、付属部材の接合面と容器
本体の接合面との間に生じた隙間において、ステンレス
鋼の腐食が大幅に抑制されるため、本発明の自動車用燃
料タンクは、より腐食に強いタンクとなる。

【００１１】付属部材の接合面と容器本体の接合面との
間に生じた隙間に鉄より卑な金属を存在させる形態とし
ては、付属部材の容器本体との接合面に鉄より卑な金属
を含む塗料を塗布する形態や、接合面に鉄より卑な金属
の箔を挟む、あるいは貼り付ける形態も考えられる。し
かし、塗装の場合は、その塗料の部材への密着力が充分
ではない。さらに、塗装後に部材を加工する場合には、
加工部分の塗装が容易に剥離してしまうという問題があ
る。また、金属箔を挟んだり、貼り付ける場合には、別
部品が必要となり工程が煩雑になることに加え、コスト
もかかる。

【００１２】本発明の自動車用燃料タンクは、付属部材
の容器本体との接合面にめっきを施すことにより、鉄よ
り卑な金属を低コストで、かつ部材への密着性も充分と
なるように存在させることができるため、安価でより腐
食に強い燃料タンクとなる。

【００１３】（２）本発明の自動車用燃料タンクにおい
て付属部材に施される金属めっきに含まれる鉄より卑な
金属は、特に限定するものではなく、鉄よりイオン化傾
向が大きい金属であれば種々のものを用いることができ
る。その１つの望ましい態様として、Ｚｎ、Ａｌから選
ばれる少なくとも１種を採択することができる（請求項
２に対応）。鉄より卑な金属のなかでも、Ｚｎ、Ａｌは
安価で入手し易いことから、本態様の自動車用燃料タン
クは、安価で製造が容易な腐食に強い自動車用燃料タン
クとなる。

【００１４】（３）付属部材の容器本体への接合は、リ
ベットによる接合や溶接による接合等種々の方法を用い
て行うことができる。なかでも、迅速に接合でき、接合
強度も高いという理由から、溶接による接合が望まし
い。その１つの望ましい態様として抵抗溶接を用いて接
合することができる（請求項３に対応）。抵抗溶接は、
比較的薄板の溶接に好んで用いられ、溶接の際の入熱量
が小さく、比較的迅速な接合が可能である。抵抗溶接に
は、例えば、スポット溶接、プロジェクション溶接、シ
ーム溶接等があり、付属部材に応じて適宜選択すればよ
い。したがって、抵抗溶接により接合する態様を採用す
る場合には、溶接の際に生ずる熱によるステンレス鋼製
の容器本体の変形も防止することができ、付属部材の接
合強度の高い自動車用燃料タンクとなる。

【００１５】（４）付属部材は、容器本体との接合面に
金属めっきが施されていればよく、例えば、付属部材を
加工した後に容器本体との接合面にめっきを施せばよ
い。また、付属部材そのものをめっき鋼板から形成する
態様とすることもできる（請求項４に対応）。付属部材
をめっき鋼板から形成することで、付属部材全体を腐食
等から保護することができる。さらに、めっき鋼板は工
業的に市販されているため、入手が容易であり、燃料タ
ンク製造時に軟鋼板等にめっきを施す手間も省くことが
できる。なお、めっき鋼板は、例えば、溶融亜鉛めっき
鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板（ＪＩＳＧ３３０
２）、電気亜鉛めっき鋼板（ＪＩＳＧ３３１３）溶融
アルミニウムめっき鋼板（ＪＩＳＧ３３１４）等を
用いることができる。したがって、本態様の自動車用燃
料タンクは、付属部材の耐久性に優れた、かつ安価な燃
料タンクとなる。

【００１６】（５）上記付属部材をめっき鋼板から形成
する態様を採用する場合には、めっき鋼板のめっき付着
量は３〜１００ｇ／ｍ²であることが望ましい。（請求
項５に対応）。なお、本明細書においてめっき付着量と
は、特に断りのない限り、めっき鋼板片面あたりのめっ
き付着量を意味する。付属部材の容器本体への接合方法
は、上述の通り、特に制限するものではないが、例えば
抵抗溶接により接合する場合には、付属部材のめっき層
が厚いと溶接欠陥が生じるおそれがある。よって、接合
性の観点から、付属部材のめっき層はある程度薄いこと
が要求される。したがって、めっき付着量が３〜１００
ｇ／ｍ²である本態様を採用する場合には、抵抗溶接に
より適しためっき鋼板から付属部材を形成することがで
き、安価で、付属部材の耐久性、接合強度がより高い自
動車用燃料タンクとなる。

【００１７】（６）本発明の自動車用燃料タンクにおけ
る容器本体は、ステンレス鋼製であればその種類は特に
制限されるものではないが、オーステナイト系ステンレ
ス鋼に比べて安価であり、加工がし易いことからフェラ
イト系ステンレス鋼製である態様が望ましい（請求項６
に対応）。フェライト系ステンレスとして、例えば、Ｓ
ＵＳ４３６（ＪＩＳＧ４３０５）、ＳＵＳ４０９（Ｊ
ＩＳＧ４３１２）等を用いることができる。容器本体
をフェライト系ステンレス鋼で形成する本態様の自動車
用燃料タンクは、安価で、より耐久性の高い燃料タンク
となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につい
て、図を参照しつつ詳細に説明し、他の実施形態にまで
言及する。

【００１９】〈実施形態１〉図１に、本発明の一実施形
態であって、付属部材としてインレットパイプが接合さ
れた自動車用燃料タンクの概略を示す。本自動車用燃料
タンク１は、フェライト系ステンレス鋼であるＳＵＳ４
３６製の容器本体１０と、その容器本体１０にプロジェ
クション溶接により接合されたインレットパイプ２０と
からなる。ここで、容器本体１０は、上部容器部材１１
と下部容器部材１２とから構成され、上部容器部材１１
および下部容器部材１２は、両部材の開口部に形成され
たフランジ１１ａ、１２ａによって接合されている。イ
ンレットパイプ２０は、パイプ部材２１とそれに全周溶
接された合金化溶融亜鉛めっき鋼板（ＪＩＳＧ３３
０２）製のフランジ部材２２とからなる。そして、イン
レットパイプ２０は、フランジ部材２２を容器本体１０
を構成する上部容器部材１１にプロジェクション溶接す
ることにより接合されている。なお、フランジ部材２２
のめっき付着量は約６０ｇ／ｍ²である。

【００２０】また、図２に、インレットパイプ２０と容
器本体１０との接合部分の軸方向断面図および接合部分
の拡大図を示す。インレットパイプ２０は、フランジ部
材２２により容器本体１０を構成する上部容器部材１１
にプロジェクション溶接されているため、接合面のうち
リング状の突起部（プロジェクション）だけが溶着部Ｗ
となり、上部容器部材１１と溶着している。しかし、接
合面のうち溶着部Ｗ以外の部分は上部容器部材１１と溶
着しておらず、フランジ部材２２と上部容器部材１１と
の間には隙間Ｓが生じている。

【００２１】本自動車用燃料タンク１では、インレット
パイプ２０の容器本体１０との接合面、すなわち、フラ
ンジ部材２２の上部容器部材１１との接合面は、めっき
層で覆われている。そのため、上記作用より、仮に水分
が存在していたとしても、隙間Ｓではめっき層を形成す
る鉄より卑な金属Ｚｎが優先的に溶出し腐食する。した
がって、隙間Ｓにおいてステンレス鋼の主構成金属であ
る鉄の溶出は抑制され、ステンレス鋼製の容器本体１０
の腐食が抑制される。

【００２２】〈実施形態２〉図３に、本発明のもう一つ
の実施形態であって、付属部材としてセパレータが接合
された自動車用燃料タンクにおけるタンク底部内側を示
す。本自動車用燃料タンクの底部は、容器本体を構成す
るフェライト系ステンレス鋼であるＳＵＳ４３６製の下
部容器部材１２に、溶融アルミニウムめっき鋼板（ＪＩ
ＳＧ３３１４）製のセパレータ３０がスポット溶接に
より接合されている。なお、セパレータ３０のめっき付
着量は約３０ｇ／ｍ²である。

【００２３】また、図４に、セパレータ３０と容器本体
１０を構成する下部容器部材１２との接合部分につい
て、下部容器部材１２の底面に垂直方向の断面図および
接合部分の拡大図を示す。セパレータ３０は下部容器部
材１２にスポット溶接されているため、接合面のうち図
４の拡大図中波線で示した溶着部Ｗは下部容器部材１２
と溶着している。しかし、接合面のうち溶着部Ｗ以外の
部分は下部容器部材１２と溶着しておらず、セパレータ
３０と下部容器部材１２との間には隙間Ｓが生じてい
る。

【００２４】本自動車用燃料タンクの付属部材であるセ
パレータ３０は、セパレータ３０の下部容器部材１２と
の接合面がめっき層で覆われているため、仮に水分が存
在していたとしても、上記作用より、隙間Ｓではめっき
層を形成する鉄より卑な金属Ａｌが優先的に溶出し腐食
する。そのため、隙間Ｓにおいてステンレス鋼の主構成
金属である鉄の溶出は抑制され、ステンレス鋼製の下部
容器部材１２の腐食が抑制される。

【００２５】〈その他の実施形態〉上記実施形態の自動
車用燃料タンクは、あくまで一例であり、本発明の自動
車用燃料タンクは決して上記実施形態に限定されるもの
ではない。本発明の自動車用燃料タンクは、上記実施形
態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、
改良を施した種々の形態で実施することができる。

【００２６】例えば、上記実施形態の自動車用燃料タン
クは、付属部材としてインレットパイプ、セパレータが
接合されている。しかし、本発明の自動車用燃料タンク
は、接合する付属部材の種類を制限するものではなく、
例えば、内蔵ポンプを取り付けるための環状リテーナ、
ブリーザチューブ等が接合されている態様であってもよ
い。

【００２７】また、上記実施形態の自動車用燃料タンク
は、めっき鋼板製の付属部材を接合しているが、付属部
材の材料は特に制限するものではなく、例えば、軟鋼
板、ステンレス鋼板等種々の材料から形成することがで
きる。なお、この場合には、付属部材の容器本体との接
合面に鉄より卑な金属を含む金属めっきを施せばよい。

【００２８】また、上記実施形態の自動車用燃料タンク
は、付属部材を抵抗溶接により容器本体に接合している
が、付属部材と容器本体との接合方法も、例えば、アー
ク溶接、レーザー溶接等種々の方法を用いることができ
る。なお、付属部材と容器本体との間に若干の隙間が生
じるような接合の態様の場合には、本発明の自動車用燃
料タンクは、自己犠牲作用により隙間腐食を防止すると
いう上記効果をいかんなく発揮することができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、ステンレス鋼製の容器本体
と、その容器本体に接合された付属部材とを備えてなる
自動車用燃料タンクにおいて、その付属部材の容器本体
との接合面に鉄より卑な金属を含む金属めっきを施した
ものである。このような構成の本発明の自動車用燃料タ
ンクは、ステンレス鋼製の容器本体と、その容器本体に
接合された付属部材との間に生ずる隙間腐食を大幅に抑
制することができるため、腐食に強い自動車用燃料タン
クとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態であって、付属部材とし
てインレットパイプが接合された自動車用燃料タンクの
概略を示す。

【図２】インレットパイプと容器本体との接合部分の
軸方向断面図および接合部分の拡大図を示す。

【図３】本発明の一実施形態であって、付属部材とし
てセパレータが接合された自動車用燃料タンクにおける
タンク底部内側を示す。

【図４】セパレータと容器本体との接合部分につい
て、容器本体の底面に垂直方向の断面図および接合部分
の拡大図を示す。

【符号の説明】

１：自動車用燃料タンク１０：容器本体１１：上部容器部材１２：下部容器部材１１ａ、１２ａ：フランジ２０：インレットパイプ２１：パイプ部材２２：フランジ部材３０：セパレータＳ：隙間Ｗ：溶着部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステンレス鋼製の容器本体と、その容器
本体に接合された付属部材とを備えてなる自動車用燃料
タンクであって、前記付属部材は前記容器本体との接合面に鉄より卑な金
属を含む金属めっきが施されている自動車用燃料タン
ク。
【請求項２】前記鉄より卑な金属はＺｎ、Ａｌから選
ばれる少なくとも１種である請求項１に記載の自動車用
燃料タンク。
【請求項３】前記付属部材は前記容器本体に抵抗溶接
により接合された請求項１または請求項２のいずれかに
記載の自動車用燃料タンク。
【請求項４】前記付属部材は、めっき鋼板から形成さ
れた請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の自動車
用燃料タンク。
【請求項５】前記めっき鋼板のめっき付着量は３〜１
００ｇ／ｍ²である請求項４に記載の自動車用燃料タン
ク。
【請求項６】前記ステンレス鋼はフェライト系ステン
レス鋼である請求項１ないし請求項５のいずれかに記載
の自動車用燃料タンク。